2021年，水利部正式启动数字孪生流域建设工作，指出要按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”要求，以数字化、网络化、智能化为主线，以数字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径，以算据、算法、算力建设为支撑，加快推进数字孪生流域建设，实现预报、预警、预演、预案功能。在现代人类活动影响下，流域物理空间实体既包括自然地貌、植被和水系，也包括水库、堤防、闸坝、泵站等水利工程体系，还包括流域和水利工程监测、管理及服务机构等，对象种类繁多、关系复杂、系统耦联，亟待研发一套技术实现上述实体与自然水系数字体、水利工程智能体和水利管理智慧体的全要素映射、多过程模拟和复杂场景推演。

数字孪生流域建设及应用主要包括信息化基础设施、数字孪生平台、业务应用系统三大部分。在以往信息化建设基础上通过理念更新、数字赋能、奋发建设，数字孪生流域已经取得一系列重要进展和成果。

基于全国水文水资源监测站网，构建了天—空—地一体化水利监测感知网，实现了重要水信息及时掌握。全国各类水情站点达到12万处，5186条有防洪任务的中小河流实现水文监测全覆盖，11万座国家报汛站雨量水情监测信息收集传输时间由过去的小时级缩短到分钟级，在有防治任务的2076个县建设了山洪灾害监测预警平台，监测预报预警能力显著提升。水利信息网传输能力、安全性、可靠性大幅度提升。综合应用低功耗物联网、北斗卫星通信技术等实现了偏远、无公共网络覆盖地区的水文要素监测与数据传输。水利云服务设施随着业务系统的建设和升级稳步拓展，业务覆盖范围越来越广，智慧水利管理类App等“微应用”在水利业务管理中的应用日益广泛。

2022年4月水利部启动数字孪生流域建设先行先试项目，黄河、长江、淮河等主要江河流域的数字孪生平台建设陆续规划实施，在数据底板、模型和知识平台方面进展显著。全国规划在建主要流域L1级数据底板，蓄滞洪区等重点区域L2级数据底板，以及重点水利工程L3级工程模型，部分接入水文水资源监测基础设施获取的多要素实时监测数据，构建了流域及工程动态数据资源库。水利部汇聚完成全国水利一张图，覆盖55类1600万个水利对象，全国范围内规模以上江河湖泊、水利设施、水行政主管单位都实现了空间化管理，为水利高质量发展提供了坚实数据支撑。在模型和知识平台方面，基本建成洪水调度和水资源配置专业化模型和知识库等，水利部正在组织专业机构研发完善具有自主知识产权的流域产汇流及洪水预报模型、全国地下水通用模型和水土保持预报预警模型等。北京市、深圳市等依托市域智慧水务工程建设开展了数字孪生流域和数字孪生水利工程实践探索，流域、省级、市域的数字孪生平台建设稳步推进。

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